La reputación agria del lactato es en gran parte responsable de la interpretación errónea de la vía glucolítica
La leche agria, donde se descubrió por primera vez el ácido láctico (lactato), marca la pauta de lo que se ha convertido durante años en la marca negativa de este monocarboxilato. Una vez encontrado en el músculo en funcionamiento, el lactato fue inmediatamente culpado de la fatiga y el rigor muscular. Ya en 1898, Fletcher demostró que el ácido láctico que utilizaba (0,05-5,0%) producía rigor mortis en un músculo gastrocnemio de rana extirpado y sumergido en él. Cuanto mayor es la concentración de ácido láctico, más rápido se produce el rigor mortis. Además, Fletcher y Hopkins demostraron que, en presencia de oxígeno, la supervivencia del músculo extirpado se prolongaba y también la aceleración de la eliminación de lactato del mismo. Estos investigadores destacaron el reconocimiento de que el organismo dispone de medios para deshacerse del lactato muscular y de que existen numerosas pruebas de que dicha eliminación es más eficaz en condiciones oxidativas. Así pues, el dogma del lactato como producto muscular responsable de la fatiga y el rigor, y que las condiciones aeróbicas mejoran su eliminación, ya estaba bien arraigado entre los científicos a principios del siglo XX. Hoy en día sigue arraigado entre los atletas y sus entrenadores. Hill fue aún más lejos que Fletcher al sugerir que el papel del oxígeno en la contracción muscular es doble: disminuir la duración de la producción de calor y eliminar el lactato del mismo. La posición de Hill y, finalmente, la de la mayoría de los científicos que trabajan en este campo de investigación era que el lactato no es un combustible. Hill argumentó que la producción de calor medida de la oxidación del lactato era mucho menor que el valor calculado de su combustión completa. Resulta un tanto desconcertante que un científico de la talla de Hill sostenga que si el lactato fuera un combustible, toda la energía de su oxidación se liberaría en forma de calor. El hecho de que el calor medido de la oxidación del lactato fuera sólo el 12% de la producción de calor calculada debería haberle indicado a él y a otros que la mayor parte de la energía liberada de la oxidación del lactato, el 88% de ella, podría ser una conversión a otra forma de energía o una utilización controlada. En realidad, los principales investigadores de la época concluyeron que el lactato es una entidad distinta de la que se oxida durante la respiración muscular y que produce energía y CO2. Además, sostenían que la energía producida en la respiración se utiliza para la eliminación del lactato.
Con tal reputación, se intentó culpar al lactato de los efectos desquiciantes del consumo de cocaína, ya que se detectaron mayores niveles de lactato en el torrente sanguíneo de los consumidores de cocaína o que el aumento de la producción de lactato es la causa de las consecuencias devastadoras de la diabetes . En la década de 1920, el tema central de estos estudios y de muchos otros había sido el tejido muscular y su formación glucolítica de lactato. Se había postulado que el proceso era siempre anaeróbico y principalmente a través de la descomposición del glucógeno. Además, cuando la oxidación aeróbica tiene lugar, se produce sólo después de que el músculo se contraiga y su objetivo principal es la eliminación del lactato acumulado y su acidosis acompañada. Además, el CO2 liberado en el proceso se debe a la acción del ácido sobre el bicarbonato del tejido. Este tema pone claramente de manifiesto la agria reputación del lactato, al menos en lo que respecta al metabolismo energético del músculo. La relación entre el lactato y el glucógeno en el músculo y, eventualmente, en otros tejidos, incluido el cerebro, ha sido una cuestión que ha complicado la comprensión de la glucólisis. «Otto Meyerhof y Archibald Hill recibieron conjuntamente el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1923 por su descubrimiento de la relación fija entre el consumo de oxígeno y el metabolismo del lactato en el músculo» . Aunque la conversión muscular del glucógeno en lactato sigue siendo objeto de disputa hoy en día, ambos premios Nobel tuvieron una influencia duradera en este campo de investigación. A mediados de la década de 1920, «culpar» al lactato como culpable de cualquier trastorno fisiológico o condición anormal se había convertido en un «hábito mental» . Existen más detalles sobre la tendencia de los científicos de aquella época a «demonizar» el lactato . Dado que la mayoría de los científicos en el campo del metabolismo de los carbohidratos en aquellos días estudiaban el tejido muscular, su interpretación y opiniones sobre los resultados de sus estudios influyeron en gran medida en los que estudiaban el metabolismo de los carbohidratos de otros tejidos, especialmente el cerebro. Así, la pequeña comunidad científica que investigaba la glucólisis cerebral a finales de la década de 1920 y principios de la de 1930 adoptó las opiniones de sus compañeros en el campo de la glucólisis muscular y aceptó el dogma popular, según el cual, el lactato es un producto final inútil que el cerebro elimina por oxidación. Ese concepto se oponía a su propia noción de que los resultados de sus estudios podían indicar la utilización oxidativa del lactato por el tejido cerebral. Mientras que Hill y Meyerhof eran los principales científicos en el campo del metabolismo de los carbohidratos musculares en las décadas de 1920 y 1930, E.G. Holmes era su homólogo en el campo del metabolismo de los carbohidratos cerebrales. Este último se unió a su esposa, B.E. Holmes, para publicar una serie de cuatro excelentes trabajos de investigación que titularon «Contribuciones al estudio del metabolismo cerebral» . En primer lugar, demostraron que los carbohidratos cerebrales no son la fuente del lactato cerebral; sin embargo, el cerebro es capaz de formar lactato a partir de la glucosa añadida . En su segundo estudio, determinaron que los niveles de lactato cerebral descienden cuando se produce un descenso del nivel de azúcar en sangre, lo que provoca una escasez de glucosa en el cerebro . En el tercer trabajo de la serie, los Holmes descubrieron que el tejido cerebral a temperatura ambiente o en condiciones anaeróbicas no presenta un aumento significativo del nivel de lactato ni una caída significativa del nivel de glucógeno, pero que en condiciones aeróbicas, el lactato desaparece rápidamente, mientras que el nivel de glucógeno permanece inalterado . Así, los Holmes establecieron que la glucosa es el precursor del lactato en el cerebro y que, en condiciones aeróbicas, el contenido de lactato cerebral disminuye. Además, estos investigadores demostraron que el lactato cerebral se forma a partir de la glucosa suministrada por la sangre y que sus niveles suben y bajan con los niveles de glucosa en sangre, tanto en condiciones de hipo como de hiperglucemia. Además, demostraron que el cerebro diabético no es diferente del cerebro normal en lo que respecta a la formación de lactato y su eliminación en condiciones aeróbicas. En 1929, Ashford se unió a Holmes y ambos pudieron demostrar que la desaparición del lactato y el consumo de oxígeno están correlacionados, lo que, en esencia, indica una utilización aeróbica del lactato por parte del tejido cerebral. Además, estos investigadores también demostraron que el fluoruro de sodio (NaF), el primer inhibidor glucolítico conocido, bloqueaba tanto la conversión de glucosa en lactato como el consumo de oxígeno. Holmes demostró en una preparación de materia gris cerebral que el consumo de oxígeno era completamente inhibido por el NaF en presencia de glucosa. Sin embargo, cuando se utilizaba lactato en lugar de glucosa, el consumo de oxígeno no era inhibido por el NaF. En consecuencia, Holmes concluyó que la conversión de la glucosa en lactato debe tener lugar antes de su oxidación por la materia gris cerebral. Estos resultados y su sencilla conclusión han sido completamente ignorados durante más de ocho décadas. Esta ignorancia es especialmente flagrante si se tiene en cuenta el hecho de que cuando se dilucidó la vía glucolítica en 1940, los trabajos de Holmes y Ashford ya estaban disponibles desde hacía al menos una década y deberían haberse tenido en cuenta antes del anuncio de dicha dilucidación. Por lo tanto, hace 76 años, se nos podría haber presentado una visión algo diferente de la vía glucolítica en lugar de la que, dependiendo de la presencia o ausencia de oxígeno, termina con piruvato o lactato, respectivamente. Uno debería ser capaz de postular con confianza tal escenario, ya que los principales actores involucrados en la configuración de la vía glucolítica eran claramente conscientes de la existencia del ciclo del TCA y su dependencia del producto final de la glucólisis, uno que asumieron que era el piruvato basado principalmente en la propia sugerencia de Krebs y Johnson de que el piruvato es el sustrato del ciclo del TCA (ver más abajo).
Krebs y Johnson tuvieron el cuidado de colocar un signo de interrogación tras su sugerencia de que el piruvato es el sustrato del ciclo del TCA. Sin embargo, los dilucidadores de la vía glucolítica dieron un salto de fe, aceptando la sugerencia de Krebs y Johnson como un hecho y una elección fácil, si se tiene en cuenta el dogma imperante de que el lactato es el producto anaeróbico de la glucólisis muscular y de tan mala reputación que nadie habría considerado que fuera un sustrato para el ciclo del TCA. Por lo tanto, la reputación negativa del lactato se afianzó en las mentes de los científicos que trabajaron con tejido cerebral, demostraron la oxidación del lactato y opinaron que para que la glucosa se oxide, primero debe convertirse en lactato. Así, el trabajo de la pareja Holmes, Ashford y Holmes y Holmes y Ashford sobre el metabolismo de los carbohidratos en el cerebro ha sido ignorado y ha permanecido oscuro incluso hoy, debido principalmente al hábito mental. Este hábito mental impide a muchos científicos aceptar datos más recientes que desafían el viejo dogma de una vía glucolítica que tiene dos posibles resultados, aeróbico y anaeróbico. Sin embargo, no debemos olvidar que en 1940 se desconocía tanto el hecho de que las enzimas del ciclo del TCA se encuentran en las mitocondrias como el papel que desempeñan estos orgánulos en la respiración. También se desconocía entonces el hecho de que las mitocondrias contienen en su membrana la enzima lactato deshidrogenasa (LDH), que puede convertir el lactato en piruvato . La ignorancia es comprensible en lo que respecta al público en general, ya que tanto los entrenadores como los atletas siguen culpando, sin cesar, al ácido láctico de los dolores musculares tras un esfuerzo anaeróbico, incluso recientemente durante los Juegos Olímpicos de Río, a pesar de que esta afirmación ha sido refutada . Sin embargo, la ignorancia no puede explicar la persistencia del concepto dogmático de glucólisis aeróbica y anaeróbica entre los científicos, ya que los conocimientos disponibles hoy en día no apoyan este dogma. Por lo tanto, la elección de muchos científicos de ignorar o eludir este conocimiento se debe muy probablemente al hábito mental.